電廠熱工控制系統中抗干擾技術的應用

朱堯堯

【摘 ?要】隨著電廠建設規模的不斷擴大，高效運行和安全生產成為電廠運行的工作內容。但是電廠機組容量的增加具有熱控系統和系統日益復雜的功能，這是因為隨著電廠機組內部的增加，內外干擾的概率也相應增加，帶來了熱量控制系統干擾因素增加，導致測量偏差失敗和動作失效，影響電廠正常生產。因此，采用科學有效的抗干擾技術，有效避免熱控系統造成的干擾信號干擾，分析熱系統的干擾源，從根本上提高控制系統的抗干擾能力，通過選擇并應用抗干擾技術，充分發揮電廠熱力系統和功能的作用，促進電廠的可持續發展。

【關鍵詞】電廠;熱工控制系統;抗干擾技術

引言

熱工控制系統信號干擾是影響電廠設備運行的重要因素之一，隨著我國經濟的快速發展，電力需求不斷增加。因此解決熱工控制系統的信號干擾問題十分必要。電網和熱工控制系統自身都較為復雜，并且隨著熱工控制系統的逐漸復雜，內部干擾信號逐漸增多，供電電源的干擾、信號線的干擾、熱工控制系統內部干擾源等干擾因素都是目前較為常見的干擾問題。因此，控制熱工控制系統的干擾因素十分重要。要處理這一問題，文章對對電廠熱工控制系統的抗干擾技術進行了具體的分析。

1、熱工控制系統干擾源闡述

1.1供電電源干擾

電網具有覆蓋面積廣的特點，同時其又是熱工控制系統電源的主要來源。這導致熱工系統電源處于復雜的環境中，受到周圍磁場的影響較大，其中交直流傳動裝置導致的諧波、大型電力設備的啟動和停止都會導致控制系統電源受到干擾。雖然目前電網系統中對熱工控制系統的電源采用了部分隔離技術，但受其技術條件和構造、參數等因素的影響，隔離效果較差，達不到理想的要求。

1.2信號線的干擾

連接熱工控制系統的信號線不可避免的會受到周邊信號干擾源的干擾，從而導致控制系統的信號較差。目前，熱工控制系統的主要干擾信號為：變送器供電電源及其周邊儀表的干擾和空間電磁輻射感應干擾。后者較為常見且具有較大危害，即我們常見的外部信號干擾。外部干擾易影響信號線的測量精度，使信號出現異常，甚至導致系統元件失去基本功能。尤其是對于本身隔離效果較差的系統，信號干擾將導致回流現象異常，嚴重時可導致系統處于死機狀態。

1.3熱工控制系統內部干擾源

熱工控制系統自身電路復雜，不同電路之間常出現一定的電流或輻射干擾。其中包括邏輯電路相互間的干擾、邏輯電路對模擬電路的干擾、邏輯地對模擬地的干擾和各元件之間的相互干擾等。具體表現為控制機柜的內部信號干擾。導致其出現的原因為DCS卡件或其內的絕緣性能下降、機柜內部線路布置不合理，導致電纜同二次線強電、弱電信號出現重疊，造成模擬信號干擾、熱工控制系統運行時間過長導致的線路松動，影響絕緣效果，或者由于金屬腐蝕而化學電勢，造成信號回路，影響線路信號的輸出。要提高熱工控制系統的效率，就要控制其內部干擾及其它干擾問題，確保其穩定運行是電廠設備更新的主要任務。

2、電廠熱工控制系統中的干擾源與干擾信號分類

2.1干擾源分類

1）在電廠熱工控制系統中，若有兩個或兩個以上的回路共同使用一個阻抗，此時的電源內阻與匯流條，將全部轉變成公共阻抗，有可能發生回路干擾。2）漏電阻是一種較為常見的干擾源，漏電阻的數值越小，則說明漏電情況越嚴重。3）在雷擊環境下，電廠熱工控制系統周圍將出現較多的電磁干擾現象，這些干擾會通過接地線進入到控制系統內部。4）當引入靜電耦合時，電力系統的平行布置方式會提供一定的電抗通道，若平行導線之間存在大量的分布電容，電容產生的交變干擾信號，將進一步加大干擾。

2.2干擾信號的種類

1）干擾熱工控制信號產生在兩個極點之間，作為一種干擾信號差模干擾信號經過信號間的耦合感應，與電路失衡轉變稱為共模干擾信號。一般在系統內部進行疊加以及串聯，電壓產生電磁，影響到系統的測量和控制功能。

2）當熱工控制信號對地面產生一定量的電位差以后，使得熱工控制系統信號線路出現感應現象，共模干擾信號干擾電廠的熱工控制系統，采用的是對地電位差的方式，以電磁輻射等方式對電工控制系統產生一定的影響。

3、電廠熱工控制系統中的干擾源與干擾信號分類

3.1干擾源分類

1）在電廠熱工控制系統中，若有兩個或兩個以上的回路共同使用一個阻抗，此時的電源內阻與匯流條，將全部轉變成公共阻抗，有可能發生回路干擾。2）漏電阻是一種較為常見的干擾源，漏電阻的數值越小，則說明漏電情況越嚴重。3）在雷擊環境下，電廠熱工控制系統周圍將出現較多的電磁干擾現象，這些干擾會通過接地線進入到控制系統內部。4）當引入靜電耦合時，電力系統的平行布置方式會提供一定的電抗通道，若平行導線之間存在大量的分布電容，電容產生的交變干擾信號，將進一步加大干擾。

3.2干擾信號的種類

1）干擾熱工控制信號產生在兩個極點之間，作為一種干擾信號差模干擾信號經過信號間的耦合感應，與電路失衡轉變稱為共模干擾信號。一般在系統內部進行疊加以及串聯，電壓產生電磁，影響到系統的測量和控制功能。

2）當熱工控制信號對地面產生一定量的電位差以后，使得熱工控制系統信號線路出現感應現象，共模干擾信號干擾電廠的熱工控制系統，采用的是對地電位差的方式，以電磁輻射等方式對電工控制系統產生一定的影響。電源和信號，以減少電磁干擾。DCS機柜中信號導線和控制導線屏蔽線應遵循單端接地，這種連接方式比其它方式更具抗干擾能力，計算機通訊電纜、預制電纜、光纜與強電導線專門隔開或保持一定距離，避免通訊干擾。

3.3屏蔽干擾信號

屏蔽干擾信號主要是用鐵皮或搭設較大的鋁合金材料制成罩子和小房子，將需要防護的儀表元件、信號線以及電路和控制柜等的部分包起來，防止靜電或電磁感應，目的是把測量設備與干擾信號隔離開來，隔斷電容性耦合。在工程中主要使用帶有屏蔽層的電纜，對于熱工控制系統中重要的參數、易干擾的模擬量信號和計算機I/O信號必須采用屏蔽電纜和帶有屏蔽的雙絞線電纜。

3.4平衡抑制

所謂的平衡抑制技術即借助于平衡電路，當兩條導線具有相同的傳輸信號，而且還產生相同干擾電壓的時候，就能夠使得導線中的干擾電壓形成一個平衡的狀態，從而抵消干擾信號，進而使得電廠的熱工控制系統免收外部磁場的影響。此項技術是熱工控制系統抗干擾技術中的一個重要組成部分，而且也是所有抗干擾技術中比較簡單而又靈活的方法之一。所以，在熱工控制系統的運行過程中，要科學合理地運用平衡抑制技術，將雙絞線看做系統平衡電路，從而有效抑制外部電磁場中的干擾信號，使得電廠的熱工控制系統能夠安全穩定地運行。

3.5接地保護

接地保護可分為保護接地和工作接地，所謂保護接地就是保護電氣設備以及人身安全的接地：工作接地是電路回路中一個公用的電位參考點，主要作用是互容耦合產生電壓差和低壓差相互消除。根據干擾的強弱、信號線電流的大小、電源的類別來劃分，包括信號地、功率地、外殼地。其中屏蔽接地是工作接地的一種，DCS機柜測量連接的屏蔽線接地，能很好的防止自身帶來的干擾，又能防止外部設備引入的干擾，屏蔽接地要遵循一點接地的原則，從而能很好的抑制共模和差模干擾，保證儀表的可靠性、精確性。

4、結束語

總而言之，系統要正常穩定運行，必須要提高熱工控制系統的抗干擾能力，威脅電廠安全運行的因素眾多，其中多種干擾信號的影響產生的后果較為嚴重。因此，為提高電廠熱工控制系統的抗干擾能力，采用平衡抑制、物理隔離、屏蔽干擾技術等技術，在促進電廠可持續發展，保證促進電廠的可持續發展方面，意義非常重大的，值得在工作實踐中加以推廣。

參考文獻：

[1]劉明輝.電廠熱工控制系統應用中的抗干擾技術研究[J].電工技術，2016（12）：44-45.

[2]孫守江.電廠熱工控制系統應用中的抗干擾技術[J].電子技術與軟件工程，2015（21）：159-160

（作者單位：山東電力建設第三工程有限公司）